新型表面活性剂和功能性表面活性剂

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1、新型表面活性剂和功能性表面活性剂近年来，特别是20世纪90年代以来，一些具有特殊结构的新型表面活性剂被相继开发。它们有的是在普通表面活性剂的基础上进行结构修饰(如引人一些特殊基团)，有的是对一些本来不具有表面活性的物质进行结构修饰，有些是从天然产物中发现的具有两亲性结构的物质，更有一些是合成的具有全新结构的表面活性剂。这些表面活性剂不仅为表面活性剂结构与性能关系的研究提供了合适的对象，还具有传统表面活性剂所不具备的新性质，特别是具有针对某些特殊需要的功能。在此介绍Gemini型表面活性剂、Bola型表面活性剂、可解离型表

2、面活性剂、冠醚类表面活性剂、反应型与鳌合型表面活性剂和生物表面活性剂。Gemini表面活性剂Gemini表面活性剂是一类带有两个疏水链、两个亲水基团和一个桥连基团的化合物。类似于两个普通表面活性剂分子通过一个桥梁连接在一起，分子的形状如同连体的孪生婴儿。与传统的表面活性剂相比，Gemini表面活性剂具有很高的表面活性，其水溶液具有特殊的相行为和流变性，而且其形成的分子有序组合体具有一些特殊的性质和功能，已引起学术界和工业界人士的广泛兴趣和关注。Gemini表面活性剂的结构类型迄今为止，阳离子Gemini表面活性剂已有季铵

3、盐型、吡啶盐型、胍基型；阴离子型Gemini表面活性剂有磷酸盐型、硫酸盐型、磺酸盐型及羧酸盐型；非离子型Gemini表面活性剂出现了聚氧乙烯型和糖基型，其中糖基既有直链形的，又有环形的。从疏水链来看，由最初的等长的饱和碳氢链型，出现了碳氟链部分取代碳氢链型、不饱和碳氢型、醚基型、酯基型、芳香型以及两个碳链不等长的不对称型。Gemini表面活性剂的连接基团的变化最为丰富，连接基团的变化导致了Gemini表面活性剂性质的丰富变化。连接基团可以是疏水的、也可以是亲水的，可以很短，也可以很长，可以是刚性的，也可以是柔性的。前者包

4、括较短的碳氢链，亚二甲苯基、对二苯代乙烯基等，后者包括较长的碳氢链、聚氧乙烯链、杂原子等。从反离子来说，多数Gemini表面活性剂以溴离子为反离子，但也有以氯离子为反离子的，也有以手性基团(酒石酸根、糖基)为反离子的，还有以长链羧酸根为反离子的。近年来又一出现了多头多尾型Gemini表面活性剂，它们的出现为Gemini表面活性剂大家族增添了新的成员。Gemini表面活性剂的性质与普通表面活性剂相比，Gemini表面活性剂具有极高的表面活性，不同种类Gemini表面活性剂的性质差别较大，Gemini表面活性剂的连接基用化学

5、键将两个离子头基连接起来，减少了具有相同电性的离子头基间的静电斥力以及头基水化层的障碍，促进了表面活性剂离子的紧密排列。因此，与传统的表面活性剂相比，Gemini表面活性剂具有很高的表面活性，主要表现在下述五个方面：与传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂更易吸附在两相界面上。其吸附能力相当于传统表面活性剂的10-1000倍，这表明在表面活性剂应用的各个领域，Gemini表面活性剂远比传统表面活性剂高效。比如，在降低溶液的表面张力、发泡或乳化等方面(要达到相同的目的所需的)Gemini表面活性剂的效率和能力都比传统表

6、面活性剂要强得多。Gemini表面活性剂具有较低的临界胶束浓度(cmc)，仅相当于传统表面活性剂的0.01-0.10。这说明它们引起皮肤刺激性的可能性要小得多。这是因为刺激皮肤的是未胶束化的单个表面活性剂分子，而小的cmc值意味着溶液中单个表面活性剂分子的个数很少。同时，小的cmc值也说明Gemini表面活性剂的增溶性好于传统表面活性剂。这是因为增溶现象只有在体系达到或超过cmc值时才发生。所以与传统表面活性剂不同。Gemini表面活性剂溶液能有效地溶解适量的申苯、己烷、水不溶性表面活性剂、颜料和涂料、脂质体等碳氢化合物

7、。与常规表面活性剂相比，Gemini表面活性剂的亲油基团在界面上排列得更紧凑，当两个亲水基之间的连接基只有4个碳原子或更少时，这种现象尤为明显。这就使得其在界面上产生了一层自默性薄膜。它在气液界面意味着能有效降低界面张力，形成更稳定的泡沫；在液液界面意味着可形成稳定的乳状液。在固液界面意味着更稳定的固体分散。对离子型Gemini表面活性剂而言，其离子头基带有两倍的电荷。这意味着固体小颗粒能稳定地分散并悬浮在水中，和其他类型表面活性剂之间可能存在更强的相互作用。由于一种表面活性剂与其他表面活性剂的协同作用在很大程度上取决于

8、两种表面活性剂的亲水基团间相互作用的强度，这说明Gemini表面活性剂与其他表面活性剂之间更有可能存在协同作用。如果协同作用确实存在，则意味着这种协调作用很强。离子型Gemini表面活性剂带有两倍的电荷，因而它对电解质不敏感。此外，具有上述A,B结构的Gemini表面活性剂的Krafft点都很低，一般在0℃以下。Ge